Kurz se zaměřuje na základní mikroskopické a submikroskopické aspekty života, se kterými bude absolvent seznámen v kontextu cytologie, biochemie, molekulární biologie a genetiky. Cílem kurzu je porozumění základní organizaci živých organismů na buněčné a subbuněčné úrovni a procesům, které v nich probíhají. Absolvent by měl být schopen zhodnotit jejich významu pro organismus a využít poznatky v interpretaci specifických projevů života. Předmětem kurzu je zejména charakteristika prokaryotních a eukaryotních buněk a jejich součástí, základní molekulární stavba organismů, buněčný cyklus a rozmnožování buněk, genetické řízení organismů a dědičnost znaků, termodynamické principy v živých organismech, hlavní metabolické reakce vztahující se k sacharidům, lipidům, nukleovým kyselinám a proteinům a jejich řízení a vznik a vývoj života z pohledu molekulární biologie. Kurz se zaměřuje také na rozvoj dovedností spojených s porozuměním odbornému textu a různým typům reprezentací a usuzování v kontextu bádání v rámci buněčné biologie a biochemie.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
The course is focused on basic microscopic and submicroscopic aspects of life. It will be discussed in the context of cytology, biochemistry, molecular biology and genetics. The aim of the course is to understand the basic organization of living organisms at the cellular and subcellular levels and the processes taking place in them. The student should be able to evaluate their significance for the organism and use the knowledge in the interpretation of specific manifestations of life. The subject of the course is mainly the characteristics of prokaryotic and eukaryotic cells and their components, basic molecular structure of organisms, cellular cycle and cell reproduction, genetic control of organisms and inheritance of characters, thermodynamic principles in living organisms, main metabolic reactions related to saccharides, lipids, nucleic acids and proteins and the origin and development of life from the point of view of molecular biology. The course also focuses on the development of skills related to comprehension of scientific text and various types of representation and reasoning in the context of inquiry within cell biology and biochemistry.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Cíl předmětu
Studující:
charakterizuje buněčnou stavbu živých organismů a vysvětlí význam součástí buněk v kontextu jejich funkce a buněčných procesů,
propojí vlastnosti chemických látek tvořících živé organismy s jejich funkcí v buňkách a charakterizuje hlavní metabolické procesy a jejich význam pro život organismů,
aplikuje principy dědičnosti na vlastnosti buněk a jejich přenos z generace na generaci.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Deskriptory
Výuka přednášek i cvičení bude probíhat v prezenční podobě. V případě nemožnosti prezenční výuky budou přednášky probíhat v online prostředí v čase dle rozvhu a cvičení budou probíhat formou samostatného řešení zadaných úloh s reflexí prostřednictvím videohovoru.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Podmínky zakončení předmětu
Podmínkou k udělení zápočtu je aktivní účast na cvičeních a předložení správně vypracovaného řešení zadaných úloh k procvičení.
Podmínkou složení zkoušky je získání alespoň 50 % bodů v závěrečném testu.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Literatura
Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2005). Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Ústí nad Labem: Espero.
Murray, R. K., Bender, D. A., Bothlam, K. M., Kennelly, P. J., Rodwel, V. W., & Weil, P. A. (2013). Harperova ilustrovaná biochemie. Praha: Galén.
Klouda, P. (2013). Základy biochemie. Ostrava: Pavko.
Kodíček, M., Valentová, O., & Hynek, R. (2015). Biochemie. Chemický pohled na biologický svět. Praha: VŠCHT.
Klug, W. S., Cummings, M. R., Spencer, C. A., Palladino, M. A., Killian, D. (2019). Concepts of Genetics. Pearson.
Vodrážka, Z. (1999). Biochemie. Praha: Academia.
Rusell, p. J. (2006). IGenetics: a Mendelian approach. Pearson.
Snudstad, D. P., & Simmons, M. J. (2009). Genetika. Brno: Masarykova univerzita.
Trakovická, A. (2017). Genetika. Nitra: Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre.
Pritchard, D. J., & Korf, B. R. (2007). Základy lékařské genetiky. Praha: Galén.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Požadavky ke zkoušce
Rozsah požadovaných znalostí nezbytných ke složení zkoušky vychází z odpřednášeného učiva a materiálů dostupných v Moodle.
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Sylabus
Buňka, charakteristika prokaryotní a eukaryotní buňky, součásti eukaryotních buněk a jejich funkce, transport látek přes buněčnou membránu
Látkové složení živých organismů, chemické vlastnosti uhlíku a vody významné pro živé systémy
Sacharidy, monosacharidy, oligosacharidy a polysacharidy, chemické vlastnosti sacharidů, aldosy a ketosy, významné sacharidy v živých systémech
Lipidy, jednoduché (acylglyceroly, vosky a isoprenoidy) a složené lipidy, mastné kyseliny, biomembrány
Proteiny, funkce bílkovin v organismech, peptidová vazba, aminokyseliny, struktura proteinů a její stabilizace
Enzymy, enzymová specifita, významné kofaktory, mechanismus účinku, enzymová kinetika, regulace aktivity enzymů
Nukleové kyseliny, funkce DNA a RNA v organismech, chemická struktura a prostorové uspořádání nukleových kyselin, replikace, stavba a funkce chromozomů, karyotyp
Buněčný cyklus a dělení eukaryotických buněk, mitóza, meióza
Mutace, hlavní mutační změny, faktory ovlivňující vznik mutací, rekombinace
Cytogenetika, chromozomální určení pohlaví
Dědičnost znaků, principy dědičnosti, Mendelovy zákony dědičnosti a rozšířené pojetí Mendelovy dědičnosti
Metabolismus, typy metabolismů u jednotlivých organismů, katabolismus a anabolismus, bioenergetika a termodynamika buňky, termodynamické zákony ve vztahu k živým systémům
Metabolismus sacharidů, glykolýza, glukoneogeneze, glyoxylátová dráha, pentosový cyklus
Metabolismus látek obsahujících dusík, trávení bílkovin a syntéza látek z aminokyselin, odbourávání a syntéza aminokyselin, vylučování amonných iontů, rozdělení organismů dle odpadních forem dusíku, metabolismus nukleotidů
Vznik a vývoj života z pohledu molekulární biologie, chemický a biologický vývoj, procesy vedoucí ke vzniku buňky s DNA genomem, vznik eukaryotní buňky, endosymbiotická teorie, vznik mnohobuněčných organismů
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Studijní opory
Kurz v Moodle: https://dl1.cuni.cz/course/view.php?id=7628
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
Výsledky učení
Studující:
používá odborný jazyk využívaný v buněčné a molekulární biologii, genetice a biochemii,
popíše stavbu buněčných součástí prokaryotických a eukaryotických buněk a vysvětlí jejich funkci,
zpracuje komplexní výstup, kterým charakterizuje vybrané organely,
rozliší různé možnosti transportu látek přes membránu a vzájemně je porovná z pohledu energetické bilance a chemických interakcí,
charakterizuje chemické vlastnosti sacharidů, lipidů, proteinů a nukleových kyselin,
aplikuje znalosti o chemických vlastnostech látek tvořících živé organismy na jejich funkce v buňce,
vytvoří model molekul biogenních látek, pomocí kterého vysvětlí jejich klíčové vlastnosti,
s využitím relevantních zdrojů řeší problémové úlohy vztahující se k buňkám a jejich složení,
na příkladech vysvětlí význam prostorového uspořádání biogenních molekul na jejich fyziologické funkce,
charakterizuje průběh transkripce a translace a jejich význam pro fungování buněk,
charakterizuje fáze buněčného cyklu a vysvětlí jejich průběh na příkladech,
vytvoří souvislé shrnutí procesů dělení buněk,
zhodnotí rozdíly a společné znaky mitózy a meiózy,
vysvětlí princip vzniku a důsledky mutací,
aplikuje poznatky o mutačních principech na konkrétní příklady,
rozliší způsoby chromozomálního určení pohlaví u různých skupin organismů,
vysvětlí hlavní principy dědičnosti,
rozumí a aktivně používá konvenční symboly využívané pro popis dědičnosti,
využívá Mendelovy zákony dědičnosti pro řešení modelových příkladů,
zhodnotí limity Mendelovského pojetí genetiky,
charakterizuje hlavní principy metabolismu v kontextu termodynamických zákonů,
vysvětlí význam hlavních metabolických drah pro funkci buněk,
vysvětlí látkové a energetické propojení metabolických drah,
popíše vstupní a výstupní látky a princip jednotlivých kroků hlavních metabolických drah sacharidů, lipidů a látek obsahujících dusík,
vytvoří shrnutí propojení hlavních katabolických drah
formuluje výzkumný problém, provede experiment a na základě zjištěných dat formuluje výsledky u modelového experimentu zaměřeného na metabolické projevy buněk
charakterizuje hlavní teorie vzniku a vývoje života a vysvětlí princip jejich vědecké povahy
Poslední úprava: Vojíř Karel, PhDr., Ph.D. (09.09.2024)
